در مهندسی برق، کلید کامپکت یک قطعه الکترونیکی حفاظتی خودکار یا اتوماتیک است که برای تجهیزات الکتریکی در برابر اضافه بار، اتصال کوتاه، اضافه جریان فوری و خطای زمین به کار میرود. در این مقاله با کلید کامپکت، نحوه
عملکرد کلید کامپکت، ساختار کلید کامپکت و... آشنا خواهید شد.
کلید کامپکت
کلید اتوماتیک کامپکت یک نوع کلید الکتریکی قابل قطع زیر بارالکتریکی است که اتصال کوتاه و اضافه بار را در موتورها و سیستم روشنایی، صنعتی و مصرف کننده های دیگر را حفظ میکند، به بیان دیگر کلید کامپکت به منظور محفاظت و قطع کردن مدار در برابر برگشت جریان و یا افت ولتاژ بیش از حد مجاز و کشیده شدن جریان اضافه توسط مصرف کننده (اضافه بار) و اتصال کوتاه مدار کاربرد دارد. به علت فشرده شدن و کوچک شدن به این قطع کننده ها کلید اتوماتیک کامپکت میگویند. کلید اتوماتیک کامپکت قابل قطع زیر بار است، پس می تواند مدار را در حالتی که برق شبکه وصل است، قطع کند. این ویژگی در مدارات فشار متوسط و قوی به عنوان یک مزیت به حساب می آید.
ساختار کلید کامپکت
محفظه اطفای قوس الکتریکی: محفظه اطفای قوس الکتریکی مجموعه ای از صفحات فلزی موازی عایق بندی شده مقابل هم هستند که برای تقسیم قوس در حال گسترش در کلید کامپکت به کار میرود. محفظه قوس الکتریکی از مواد فولاد و الیاف شیشه ای تشکیل شده است.
کنتاکت متحرک: یک ماده برنجی الکترولیز شده به عنوان کنتاکت متحرک استفاده میشود. ماده تشکیل دهنده کنتاکت متحرک باید دارای مقاومت در برابر قوس بالا، مقاومت در برابر خوردگی، دارای مقاومت ویژه پایین و غیره باشد. همچنین ماده تشکیل دهنده طول عمر کلید کامپکت را تعیین مینماید.
ساختار عملکرد: سرعت ساز و کار عملکرد به سرعت حرکت کلید بستگی ندارد و مکانیزم آن، یک قطع سریع است. این ساختار با ساختار عملکرد رله همراه میباشد. نکته ای که باید بدانید این است که بریکر ها با ساختار تست طراحی شده اند که تریپ دستی را ممکن میکنند.
پوشش پایه: مجموعه بسته ای از مواد پلیمری ترموست تقویت شده با الیاف شیشه است که به عنوان پوشش پایه کلید کامپکت به کار میرود و مقاومت مکانیکی بهتری را ارائه میدهد. همه تجهیزات کلید کامپکت در داخل این پوشش های پایه نصب میشوند.
کانکتور ترمینال: اتصال ترمینال یک مجموعه پیچ و مهره میباشد که از مواد فولادی تشکیل شده است. اتصال ترمینال برای وصل کردن مدار خارجی با کلید کامپکت استفاده میشود. در کل، سرآلن (شش ضلعی) با پیچ و کهره با گشتاور 8.8 تن به عنوان اتصال ترمینال به کار میرود. این اتصال نشانه این است که هیچ ارتباط سستی بین ترمینال وجود ندارد. اگر جریان نامی کلید کامپکت بیشتر از 400 آمپر باشد، اتصال ترمینال به مجموعه نامبرده به لینک های پخش کننده (Spreader Links) مجهز میشود. این لینک ها برای اتصال کلید کامپکت به کابل هایی با توان بالاتر به کار میرود، زیرا اندازه کابل ها برای جریان های بالاتر بزرگتر خواهد بود.
کنتاکت بی متال: کنتاکت بی متال یک ترکیب حساس به دما، ترکیبات فولاد و مس به عنوان کنتاکت بی متال یا دوفلزی به کار میرود. کنتاکت بی متال یا دو فلزی به صورت سری با حریان خط مونتاژ میشود. بنابراین جریان کامل خط کلید کامپکت همیشه از کنتاکت بی متال عبور میکند. کنتاکت بی متال برای تریپ بریکر در شرایط اضافه بار نیز به کار میرود.
کلید کنترل: کلید کنترل برای بستن یا باز کردن کنتاکت به صورت دستی مورد استفاده قرار میگیرد. همچنین با نگه داشتن کلید در سمت بالا نمیتوانید جلوی قطع شدن بریکر را بگیرید که به آن تریپ آزاد میگویند. کلید نشانگر وضعیت شکن، چه در وضعیت روشن (On) و چه در وضعیت خاموش Off باشد. اگر کلید در وضعیت بالا باشد، معمولا روشن است و اگر در حالت پایین باشد، در وضعیت خاموش میباشد. هنگامی که کلید در موقعیت مرکز باشد نشانگر این است که بریکر قطع شده است.
دکمه تریپ دستی: یک دکمه قرمز که با ساختار عملکرد، مرتبط است. دکمه تریپ دستی نامیده میشود که این دکمه برای قطع دستی شکن برای هدف های آزمایش به کار میرود.
ترانسفورماتور جریان و واحد تریپ: مجموعه ای از ترانسفورماتور های جریان (CT) در داخل شکن نصب شده است. خروجی از ترانسفورماتور های جریان (CT) به واحد تریپ رله وصل میشود و این مغز کلید کامپکت است. واحد تریپ نیز شامل یک سیم پیچ الکترو مغناطیسی مربوط به پیستون تریپ است. از سیم پیچ الکترو مغناطیسی برای تریپ شکن با تاخیر زمانی از پیش تعیین شده در هنگام اتصال کوتاه، خطای زمین و شرایط خطای فوری استفاده میشود.
عملکرد کلید کامپکت
عملکرد کلید کامپکت ساده است. سه حالت مختلف خطا مانند اضافه بار، اتصال کوتاه و خطای زمین راباید در نظر بگیریم.
تریپ اضافه بار کلید کامپکت
اگر جریانی با محدودیت زمانی از پیش تعیین شده به بیش از جریان نامی برسد، اضافه بار رخ داده است، البته این عیب نیست بلکه یک شرط است. کنتاکت بی متال که شامل عملکرد اضافه بار شکن است، در شرایط عادی، گذر جریان را امکان پذیر میکند. اگر جریان فعلی بیش از مقدار از پیش تعریف شده باشد، بی متال خم میشود و در نهایت ساختار تریپ را درگیر میکند. کنتاکت بی متال اجازه نمیدهد تا شکن فوری ریست شود، زیرا رسیدن به حالت اولیه خود مدتی طول میکشد. اضافه بار به تقاضای بار بستگی دارد و 80 تا 100 درصد جریان بار کامل تنظیم خواهد شد. اما تاخیر زمانی 10 تا15 ثانیه خواهد بود.
تریپ خطای اتصال کوتاه، خطای لحظهای و خطای زمین کلید کامپکت
یک سیم پیچ الکترومغناطیسی برای حافظت در برابر خطای اتصال کوتاه، خطای لحظهای و خطای زمین از شکن میباشد. در شرایط عادی، ترانسفورمتور جریان (CT) جریان کمتری تولید میکند، بنابراین میدان الکترومغناطیسی تولید شده توسط سیم پیچ برای کشیدن پیستون کافی نمیباشد. از این رو، شکن تریپ نمیکند.
در هنگام اتصال کوتاه یا شرایط خطای لحظهای، ترانسفورمتور جریان (CT) جریان زیادی ایجاد میکند و سیم پیچ یک میدان مغناطیسی قوی ایجاد مینماید. از این رو سیم پیچ پیستون را میکشد و بلافاصله مدار را قطع میکند. تنظیمات معمول اتصال کوتاه 2.5 برابر تنظیم اضافه بار و تأخیر زمانی 0٫2 تا 0٫5 ثانیه است. همچنین، تنظیم معمول یک خطای فوری 4 برابر تنظیمات اضافه بار خواهد بود و تأخیر زمانی آن صفر است.
تریپ نشت خطای زمین کلید کامپکت
حفاظت از نشت زمین با بقیه حفاظت ها کامل فرق دارد. این حفاظت یک کار سفارشی است و به تراسفورماتور جریان اضافه نیاز دارد که باید در
کلید کامپکت نصب شود. خروجی ترانسفورماتور جریان به صورت ستاره وصل میشود. در شرایط عادی، جریان گذرنده از نقطه نول ستاره صفر است و اگر نشتی که در خط وجود داشته باشد، در ترمینال ستاره حبس میشود. اگر جریان نشتی بالاتر از حد مجاز باشد، کلید کامپکت مدار را قطع میکند.